叠前深度偏移速度建模方法分析

基于层位的层析反演和基于网格的层析反演是实际地震资料叠前深度偏移的两种主要速度建模方法。根据歧口凹陷典型地质模型及其正演模拟的地震波场,对两种速度建模方法进行了实验分析。实验结果表明：基于层位的层析反演方法具有较高的稳定性,但只能得到速度模型的低频分量;基于网格的层析反演方法可以获得速度场的高频分量,但受初始模型的影响较大,不容易收敛到实际速度模型。为此联合应用两种方法,即先利用基于层位的层析反演方法获得速度场的低频分量,再利用基于网格的层析反演方法获得速度场的高频分量,这样能够提高速度模型精度,改善叠前深度偏移的成像质量。     

约束层析反演及其在地震速度计算中的应用

由于广义线性反演的局限性,由旅行时残差,层析反演无法同时准确反演速度值和界面几何形态。提出了一种以已知速度信息作为约束条件,从浅到深分层约束反演地震速度的方法。该方法以微测井资料对小折射初至波进行约束层析反演,获得比较准确的极浅层速度场;以得到的极浅层层速度和低降速带资料约束大炮初至波层析反演,得到了精度更高的近地表速度模型和静校正量;以静校正计算中用充填速度替换低降速带后获得的速度模型,作为浅层反射波层析的初始约束条件,可提高浅层偏移速度建模精度;用VSP、地球物理测井速度约束反射波层析反演,得到精度更高的中深层偏移速度场。实际资料处理结果表明,该方法明显提高了层析反演精度,获得了更准确的速度场,改善了叠前偏移成像效果。     

复杂三维表层模型层析反演与静校正

针对三维地震勘探中的复杂地表问题，本文研究了三维初至波表层模型层析反演及静校正方法。该方法利用了三维地震直达波、回折波、折射波及三者组合的初至波和具有三维空间变速优势的三维层析反演，实现了适应速度任意变化的复杂三维表层模型层析反演，此法对初至的要求是，只需检测首先到达的波的起跳时间，无须解释此波的类型；三维模型正演采用以费马原理为基础的三维网络法射线正演方法；三维层析反演采用带阻尼的最小平方QR分解迭代算法。采用上述措施不仅可提高表层速度模型层析反演的可靠性，为三维地震资料层析静校正提供合理的表层速度模型，而且提高了计算效率，增强了方法的实用性。     

层析反演静校正技术在宁夏YL地区地震资料处理中的应用

表层模型层析反演是一种非线性模型反演技术，它利用地震初至波射线的走时和路径反演介质速度结构，不受地表及近地表结构纵横向变化的约束。根据正演初至时间与实际初至时间的误差，修正速度模型，经反复迭代，最终达到要求的误差精度。宁夏YL地区表层结构复杂，横向速度变化大，近地表噪声水平较高，引起地震剖面上严重的中、长、短波长静校正问题。在该区宽线二维地震资料处理中采用了层析反演静校正技术，较好地解决了所有波长静校正问题．处理效果明显改善。     

基于立体层析反演的偏移速度建模应用研究

立体层析反演方法是一种可以同时反演反射点深度、反射层局部倾角与速度结构的层析反演方法。该方法在实践中最大的特色是数据空间的分布可以是稀疏的、不连续的,因此完全克服了传统反射层析中数据空间拾取困难这一问题。该方法重新定义了层析反演的数据分量和模型分量,使得数据的提取不再需要沿着连续的层位进行。除地震波走时之外,炮、检点位置与炮、检点处射线的局部传播方向也被用来约束速度模型。将该方法应用于南海某二维深水地震数据,基于倾斜叠加能量谱对炮、检点处的局部传播方向实施交互拾取获得了可靠的立体层析数据空间,将其输入立体层析反演算法获得了可靠的偏移速度模型,证明了立体层析反演方法的稳定性和可靠性。     

菲涅耳体初至层析静校正技术的研究与应用

菲涅耳体初至层析静校正技术通过菲涅耳体初至层析反演方法建立复杂近地表速度模型,再利用该模型计算近地表一致性静校正量,然后应用计算的静校正量对地震剖面进行静校正处理,以提高成像质量.该技术主要包括初至拾取;初至层析反演近地表速度模型;模型底界面、基准面、替换速度等参数的确定;激发点和接收点静校正量的计算;静校正量的应用等...     

复杂近地表区走时射线层析的应用及效果

塔里木盆地油气资源蕴含量丰富,勘探前景良好,是我国西气东输的主力气源地。该盆地地表类型主要为沙漠、山地山前带及黄土塬等,表层结构复杂多样,纵、横向上变化剧烈,其地震波静校正问题较为严重。多年攻关经验表明,与模型静校正方法相比,初至层析反演静校正技术是解决复杂近地表区静校正问题的有效途径。但是随着高密度、宽方位采集技术的推广应用,地震初至数据剧增,严重影响了层析反演的计算周期。为此,提出了一种提高层析反演效率的方法 :(1)确定合理的层析反演网格面元及偏移距范围;(2)按照一定方式抽稀初至数据;(3)采用抽稀后的初至数据层析反演,获得近地表速度场;(4)根据给定的基准面及替换速度计算静校正量。结果表明:该方法经过理论模型数据及实际资料对比验证后能够保证静校正精度,并在2016年度的实际三维地震勘探中,取得了良好的效果。     

近地表速度的约束层析反演

本文采用程函议程有限差分法计算通过速度模型的初至旅行时射线路径,然后引入先验地质信息和正则约束条件,用约束最小二乘交分解法（CLSQR）进行走时反演,获得近地表速度结构,这种层析反演方法以块体为基本单元,可以模拟和反演复杂速度结构,它不必识别波形,计算速度快,实际数据的反演结果表明,在复杂地表条件区表层速度存在强烈的横向变化,经层析反演获得的叠加剖面成像更加清晰。     

波动方程初至双差走时层析反演

对于有限频带的地震信号,地震波绝对走时受到震源子波的波形特征、走时测量准则等多种因素的影响,提高走时测量的精度有助于增加反演结果的可靠性。为降低绝对走时测量误差对反演的影响,采用双差走时代替绝对走时,并将其与Rytov近似导出的相位延迟敏感度核函数相结合,构造有限频带地震波的双差走时敏感度核函数。针对初至双差走时层析反演,提出了一种基于隐式矩阵向量积的高斯牛顿迭代算法,该方法无需显式计算、存储核函数及Hessian矩阵。相较于传统的散射积分方法(需要显式计算并存储核函数),波动方程初至双差走时层析反演方法仅利用了波动方程Born模拟及逆时偏移算法,因此降低了对计算机内存和外部存储的需求,可进行高效的大规模计算。高斯扰动模型数值模拟实验表明,该方法可以消除初至走时测量误差(震源子波未知)对反演的影响;Overthrust模型数据和二维起伏地表实际数据测试结果表明,采用该方法反演得到的高精度的近地表速度模型与实际地层较为吻合。     

初至波表层模型层析反演

针对地震勘探中的复杂地表问题,本文提出了一套地震初至波表层模型层析反演方法。该方法是利用地震波射线的走时和路径,反演介质速度结构的一种高精度的反演方法。它利用地震直达波、Hui折波、折射波以及三者组合的初至波和层析反演方法具有的纵、横向变速优势,实现适应速度任意变化的复杂表层模型反演。理论模型与实际资料的反演结果表明,其效果显著。     

基于微测井分步约束的近地表速度层析反演

在复杂地表区,由于采集资料的限制,基于初至波层析反演建立的近地表速度模型缺少极低速度信息,不能彻底解决长波长静校正问题。为此,根据研究区实际情况,提出了综合微测井数据和初至信息分步约束的近地表速度层析反演方法。首先利用微测井和近炮检距初至信息反演准确的低速层速度v_0,然后利用微测井和中、远炮检距的初至信息,以反演的v_0为约束,反演精确的低、降速层速度v_0和v_1。在约束过程中,通过自适应算法求取权系数。联合微测井数据和初至信息,采用分步约束的初至波层析反演可以大幅提高近地表速度模型的反演精度。准噶尔盆地达10井区三维地震数据处理结果展示了该方法在解决长波长静校正问题时的优势。     

复杂近地表速度广义近似反演方法研究

针对复杂近地表地震波旅行时层析成像的数据特征,设计和推导了基于广义逆的近似算法,避开了大型矩阵的求解问题,提出了复杂近地表速度广义近似反演方法。这种广义近似反演方法是一种考虑了复杂地表区地震记录旅行时拾取误差的层析成像方法,能够获得较稳定的近地表速度模型。根据旅行时误差与速度模型误差的关系,给出了误差传递方程,可应用于反演精度的控制。将广义近似层析反演方法应用于南方海相碳酸盐岩复杂地表区实际地震资料,用炮检距小于2 500m的旅行时数据反演出了射线分布与近地表速度模型。针对无约束广义近似层析反演结果存在的射线分布不均衡问题,提出了4种约束方法,获得了较好的射线覆盖,反演出的速度分布清晰地展示出近地表地层结构。用3 200m/s作为门槛值划分出低、降速带后,将约束广义近似层析反演的速度模型用于地震资料静校正,消除了复杂近地表对反射波旅行时的影响,得到了理想的反射波同相轴形态。     

初至旅行时层析反演近地表模型精度分析

为了提高初至旅行时层析反演近地表速度模型的精度,改善静校正效果,本文研究了激发井深以及约束速度对反演精度的影响。通过建立典型低降速层近地表模型,首先对比分析零井深、井深穿过低速层和井深穿过降速层三种情况下,射线穿过网格的特性及激发井深在低速层以下时,最小约束速度对低速层反演效果的影响;其次利用井口时间确定最小约束速度,并提出了辅助点激发确定最小约束速度的新方法;最后应用于合成与实际地震数据,提高了反演精度。     

层析反演静校正方法在西部复杂地区的应用

静校正技术在复杂地表区地震资料处理中至关重要。在中国西部地区,地表起伏剧烈,表层低速带横向速度变化较大,静校正问题严重。传统的野外静校正和初至折射静校正方法在复杂近地表条件下很难求准近地表速度模型和静校正量。层析反演静校正方法通过非线性算法反演出准确的近地表速度模型,求出准确的静校正量。给出了层析反演静校正方法的基本原理和实现过程,包括射线追踪和联立迭代重构法反演。通过在塔里木盆地巴楚地区的实际应用,明显改善了地震叠加成像效果.     

山前带联合层析反演地震成像

由于地表地形和地下构造的复杂性,山前带地震成像一直是地球物理勘探的难题,其中的难点之一是速度建模。为了改进山前带的地震成像,提出了一个以联合层析速度建模为关键技术的处理流程,包括：①利用复数域小波变换（CWT）的抗假频和高保真优点,在压制噪声的同时保护有效信号,尤其是低频信号;②拾取全炮检距初至,采用回转波层析反演得到可靠的浅层速度模型;③优化初始速度模型,通过浅、中、深联合层析速度反演和井约束建立全层速度模型;④通过基于真地表的TTI各向异性叠前深度偏移进行高陡构造成像,刻画复杂断块。将该方法应用于准噶尔盆地南缘山前带米泉三维实际资料的处理,结果表明：线性和含假频噪声得到了有效压制,低频信号得到保留;偏移剖面整体上归位更加合理,同相轴连续性明显提高,井震吻合度较高,地质目标的构造形态和断裂展布规律更加清晰,更有利于后续解释。该方法的成功应用不仅为准噶尔盆地山前带地震成像带来了希望,而且可以推广到世界上其他地区的山前带地震成像中。     

一种多信息约束的初至波走时层析反演优化方法

初至波走时层析成像是准确获取复杂近地表表层速度结构的有效方法。对西部复杂山前带而言,近地表速度建模精度低,严重影响后续中深层速度建模和偏移成像质量。因此,研究一种高效、可适应复杂近地表条件的初至波走时层析算法非常重要。提出了一种基于Tikhonov正则化方法多信息约束的初至波走时层析反演的优化策略,通过多模板快速推进算法(MSFM)解程函方程计算网格单元走时,用迭代反演方法线性化计算非线性逆问题,避免大规模Frechet矩阵的求取和存储,提升了计算效率;根据微测井信息建立初始速度模型,利用视慢度等先验信息对层析反演目标函数进行约束,采用Tikhonov正则化来解决最小化数据差和模型平滑度的反问题,降低了目标方程的病态性,从而提高反演精度。起伏地表模型和西部实际资料应用结果表明,该方法通过对初至走时和走时-偏移距曲线联合拟合有效适应复杂地表条件,解决了三维地震资料初至波走时层析成像出现的“高速异常体”问题,提高了反演的稳定性和计算精度。     

约束层析反演在砂砾岩体速度建模中的应用

砂砾岩体广泛存在于断陷湖盆陡坡带，可发育多种油气藏类型，勘探潜力较大。但由于其空间展布及叠置关系复杂，与围岩有较大速度差异，常规的成像域网格层析建模方法难以获取精细速度模型。为此，基于成像域网格层析反演方法，借鉴层位约束的思想，结合地震解释得到的岩体空间分布信息划定重点反演区域，并引入对数型障碍函数，通过施加不等式约束条件限制岩体速度变化范围，提出一种成像域约束层析反演方法，以提高砂砾岩体的建模精度。在BS工区的应用结果表明，与原有的网格层析模型相比，该方法建立的速度模型与成像剖面中的岩体分布更吻合；与融合建模结果相比，能更好地反映出砂砾岩体内部的速度变化，相应的成像剖面质量也有一定提高。     

基于角道集的井约束层析速度反演

本文研究的走时层析方法,是在角度域共成像点道集(ADCIGs,简称角道集)的基础上获取旅行时差,并通过井约束控制层析反演的精度。此法实现的关键步骤为:①利用叠前深度偏移剖面上拾取的层位界面生成初始层析速度模型;②按照选定的角度范围抽取共成像点道集,并求取各层位的旅行时差;③求取共成像点对应的灵敏度矩阵;④建立反演方程组,并加入正则化和井约束反演慢度更新量;⑤依据共成像点道集中的同相轴拉平程度判断所求速度的精度是否达到要求。理论模型试算及实际地震资料处理结果均表明:该方法易于实现,不必考虑复杂的反射问题,每一步迭代都是在前一步深度偏移的基础上进行速度场的更新,能够得到精度较高的速度场。     

初至波与反射波旅行时多尺度渐进联合层析成像

针对应用单-波反演难以更准确、更全面地重构地下速度信息及层析正反演中网格剖分大小相互矛盾的问题,本文采用Humphreys等^[1]的数据加权算法,对模型空间和数据空间进行加权,并在反演中采用多尺度渐进层析反演;通过比较模型上各种波的理论旅行时与实际拾取的旅行时残差,更新模型速度及界面深度参数。模型资料试算结果表明,应用初至波与反射波旅行时联合层析整体上要优于单-波旅行时层析的结果;多尺度渐进层析反演能有效地解决层析正反演网格剖分大小的矛盾;在-定范围内,随着反演网格尺度的逐渐减小,反演精度也会逐渐提高。实际资料试算结果表明该方法是可行的,可以为高精度地震勘探提供精细的速度模型。     

非线性层析静校正在川西地区资料处理中的应用

川西地区近表层结构复杂，存在较严重的长波长静校正问题。折射静校正、折射层析静校正、初至时间层析静校正由于其使用的模型较简单或反演结果不稳定等原因，不能很好地解决该地区的静校正问题。为此，将非线性层析静校正方法用于川西地区地震资料的处理中。影响非线性层析效果的因素较多，采用以下措施来保证非线性层析静校正质量：①通过自动拾取、交互修改和质量控制等手段提高初至时间的拾取质量；②用延迟时方法联合表层调查资料建立较合理的初始模型；③用道间距作为网格单元的尺寸；④在反演中使用梯度项和光滑项进行约束。反演后的结果与实际情况吻合，单炮记录的质量得到了较大的改进，消除了叠加剖面中层位错断现象，资料品质得到较大的提高。